多x线源模块集中辐照转筒式辐照机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及一种新型致电离辐射辐照专用设备，用可控制的不产生环境放射性核物质污染的新型X线技术替代目前广泛采用的放射性核辐照技术。本发明属于致电离辐射辐照设备技术领域。
【背景技术】
[0002]利用致电离辐射的强穿透性及对生物体的辐照剂量生物效应，人类从上世纪随着和平利用核能口号开始广泛把核辐照技术应用于诸如:食品保鲜，物品消毒灭菌杀虫，辐照生物效应研究，血液制品处理(防止输血反应)等等各种应用领域，也取得很大社会经济效益，辐照用核辐射源因而被广泛应用。特别在防止输血反应的血液制品辐照中，Co60血液辐照机还在较普遍使用。由于核辐射的不可控特性，核辐射源在制造，运输，储存以及最终报废后都一直产生对周围的辐射。由于放射性核素的自然衰变，核辐照设备所需辐照时间从出厂后即须随时间不断延长，达核素半衰期时(如Co60是5.3年)辐照时间必须增长I倍，终究会随用时过长需要报废以前放射源更换新的放射源。而放射源的生产，运输，储存，更换及废放射源的处理，都可能对周围人员安全造成核辐射危害。所以环境保护人士和广大关心环境保护的公众通过各种立法，从一开始就把核辐射源作为具有对环境产生放射性核污染潜在威胁的危险品严加管控。随着公众环保意识的不断加强，以及所发生过的核物质泄漏事故的严重后果产生恶劣影响，这种管控还在不断加强。从上世纪80年代以来，人们开始用可控致电离辐射技术例如加速器和X线装置产生的致电离辐射来替代核辐射用于辐照产业，希望最终彻底摆脱对核辐照源的依赖，消除对环境产生放射性核污染潜在威胁。但是，加速器存在设备体积大，价格昂贵，管理复杂，运行成本高等缺点。而X线发生装置则相对于加速器要简单得多。传统上X线发生装置是被广泛应用于医学影像诊断，工业成像无损检测和公共安全影像检查，至今还在不断发展推广。从上世纪90年代起，美国，日本等国不少制造商开始设计生产专用生物样品辐照的X线设备替代铯137或钴60放射源，由于辐射完全可控，不存在放射性核处理问题，辐照腔体积小，防护完善，受到用户和环保部门普遍欢迎，至今已在全球包括我国市场得到推广。但是由于现有用于血液制品辐照的X血液辐照机还基本靠进口，其辐照效率较低，且价格较高还难以在价格上与国产Co60血液辐照机竞争，致使我国目前血液辐照应用中基本还是Co60血液辐照机的天下，与国际绿色环保可持续发展的主流背道而驰。
[0003]美国Rad Source公司在1996年曾生产开发RS3000型X线血液辐照机，采用一对上下160kV4kW工业X线源固定照射方式，解决了血液辐照基本要求，由于相比核辐照血液辐照机在环保上的潜在优势，很快被竞争的核辐照技术企业技术买断后停产。该公司又于2007年研究开发出专用辐照X线管，即所谓4 π辐照X线管并成功用于血液辐照机。创新采用中心细管状灯丝阴极，外包筒状阳极，在阳极筒外套水冷筒结构，使得整个阳极筒表面为X线辐射体。但是追求4 π辐照角度效果使得同时采用的90度至180度反射X线的平均效果减弱了其中透射阳极透射X线的增强效果，虽然其对所产生X线的利用率比常规X线管大为提高，但使得其总平均辐射效率比100%透射阳极X线管还是较低。该机器为解决血袋辐照均匀性，采用了六只样品筒平行与阳极筒并包围在阳极筒外，用专门设计驱动机构驱动，使得样品筒围绕阳极筒在一个辐照周期围阳极筒公转一圈同时各自传一圈，未能实现连续进出样。该机器最大缺陷是其X线管未能做到永久真空密封，需要配合真空泵工作，是相对现有工业X线管的退步。同时造成该设备的制造维护费用过高，影响了其应用推广。
[0004]本发明人此前的一项发明申请“X线源模块对线列式组合连续进出样品辐照机”(专利申请号201410023752.2)，为充分应用X线管发出的较软X线辐照剂量效应，解决较软X线在血袋中减弱造成的血袋入射表面与背面吸收剂量差别，采用了上下X线源对射方式平均了血袋入射表面与背面吸收剂量差别。采用线列式组合若干X线源模块对的结构方式，扩大了可利用辐照角辐照场长度。采用循环传送带解决连续进出样的同时，解决了较大幅射角的长辐照场内每个样品辐照剂量均匀性一致性问题。但是，该发明仅依靠上下X线源对射方式来平均血袋入射表面与背面吸收剂量差别，要达到一定剂量均匀性标准，可照射样品厚度相对还不够大。因而辐照厚度空间有限，影响了整机辐照效率。此外，该发明，并对上下X线源的辐照一致性要求较严。
[0005]为了解决在一定剂量均匀性标准内增大可照射样品厚度即辐照空间厚度，借鉴Co60血液辐照机以及RS3000型X线血液辐照机对近距离辐照样品罐时，为平均罐内各点辐照剂量采用的旋转样品罐技术，发明人特别设计了针对定向照射X线源的多X线源模块集中辐照转筒式辐照机构和模式。由于是利用样品筒转动一周方式来平均桶内各点剂量，使得对每个X线源可利用辐照空间厚度大大增加，而对各X线源一致性要求不必太严格。但是本发明的工作模式是定时辐照，到时停止辐照然后一次性更换样品筒后再辐照的断续辐照方式，不能采用连续进出样品辐照方式。
[0006]随着绿色环保意识在全球不断增强，核辐照在食品生物制品辐照方面的普遍应用的现状已经对大力发展辐照专用X线设备提出了强烈需求，要最终彻底摆脱对核辐照源的依赖，消除对环境产生放射性核污染潜在威胁。本发明正是解决辐照产业摆脱对放射性核素依赖的有效新产品。
【发明内容】
[0007]发明目的
本发明提出一种创新X线源辐照方式及结构设计多X线源模块集中辐照转筒式辐照机，用于医院血站血液辐照产业应用，目的是替代现在广泛应用的钴60或铯137放射性核辐照源血液辐照机及其它现有X线血液辐照机，以消除对环境产生放射性核污染潜在威胁，大幅度提高现有X线血液辐照机的使用效率和处理能力。
[0008]技术方案
本发明是通过以下技术方案来实现的:
多X线源模块集中辐照转筒式辐照机，包括安置在机箱架上的多个X线源模块、带圆形底面圆筒形辐照室防护罩、可开启圆形辐照室防护门、位于辐照室圆形底面上的中心转台及被转台周边固定的定位支撑杆、定位于转台上的可取出更换的样品筒、阳极水冷循环系统以及位于机箱架正面的控制台，其特征在于:各X线源模块均为包含一只X线管及与其配套高压连接的一体化标准模块，其一头的侧面设有X线出射窗口，各X线源模块定位于带圆形底面圆筒形辐照室防护罩圆筒周围，各X线射源焦点到中心转台转轴距离相等，各X线射源的X线出射窗口集中面向辐照室中心转台转轴，各X线射源出射X射线中心轴线与中心转台转轴相垂直，采用圆周对称的方式安置，使各X线出射窗口在带圆形底面圆筒形辐照室防护罩的圆筒侧壁中部按圆周对称排成一周；各X线源模块的X线出射窗口发出的直射线在带圆形底面圆筒形辐照室防护罩中形成的辐照空间能完全包含位于辐照室圆形底面上的中心转台上被定位支撑杆定位的样品筒所占空间；带圆形底面圆筒形辐照室防护罩与关闭后的圆形辐照室防护门则包围该辐照空间，带圆形底面圆筒形辐照室防护罩与圆形辐照室防护门均由满足辐射防